剪切變形分析

剪切變形分析第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.1剪切構(gòu)件的受力和變形特點(diǎn)

變形特點(diǎn)：兩相鄰截面間發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。

受力特點(diǎn)：合力大小相等、方向相反、作用線距離很小。第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2剪切和擠壓的近似計(jì)算一)剪切計(jì)算及強(qiáng)度條件假設(shè)剪應(yīng)力τ在截面上均勻分布，τ=Q/A強(qiáng)度條件：τ=[τ]，其中：[τ]=τb/nb對塑性材料：[τ]=(0.6～0.8)[σ]對脆性材料：[τ]=(0.8～1.0)[σ]第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)擠壓應(yīng)力在截面上均勻分布，強(qiáng)度條件為：其中：二)擠壓計(jì)算和強(qiáng)度條件第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月例1已知M＝720N.M，D＝50mm，選擇平鍵，并校核強(qiáng)度。剪切面擠壓面P第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1)查機(jī)械零件手冊，選出平鍵的寬度b=16mm,高度h=10mm,長度L=45mm，[τ]=110MPa,[σjy]=250MPa2)求外力3)剪切強(qiáng)度校核：4)校核擠壓強(qiáng)度：5)校核結(jié)果：由于鍵所受的剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力均小于許用值，故所選用的平鍵合適。第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月正應(yīng)力：剪應(yīng)力：應(yīng)力比：通常L/h>5，因此可忽略不計(jì)第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4.3扭轉(zhuǎn)變形的特點(diǎn)受力特點(diǎn)：在垂直于桿的軸線作用有一對力偶。受力變形：桿的截面發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。式中：m－KN.mP－Kwn－rpm外力矩和電機(jī)功率間的關(guān)系：第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4.4薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月變形特點(diǎn)：1.周向線各自繞圓筒軸線轉(zhuǎn)過一定角度，轉(zhuǎn)過角度不同，圓筒大小形狀不變。2.縱向線成螺旋狀，微體變成平行四邊形。剪應(yīng)變(γ)：由于錯(cuò)動(dòng)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)角。扭角(φ)：兩截面發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。第11頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月一)薄壁筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形從而有剪應(yīng)變：第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月二)剪應(yīng)力互等定律力偶平衡條件：從而有：剪應(yīng)力互等定律：在單元體相互垂直的兩個(gè)面上，垂直于公共鄰邊剪應(yīng)力數(shù)值相等，而他們的方向或指向鄰邊或背離鄰邊。第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月三)剪切試驗(yàn)剪切虎克定律：第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4.5實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力與變形剛性平面假設(shè)：變形前為圓形截面，變形后仍保持為同樣大小的圓形平面且半徑仍為直線。第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月一)變形幾何方程二)物理方程三)靜力平衡關(guān)系定義：圓截面對中心的極慣矩第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月因此可得到扭轉(zhuǎn)角剪應(yīng)力：最大剪應(yīng)力：為抗扭截面模量稱為抗扭剛度第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月四)極慣矩和抗扭截面模量的計(jì)算a.實(shí)心圓軸b.空心圓軸：第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4.6圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度和剛度條件強(qiáng)度條件：對于圓軸：剛度條件：第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月例1已知n=300rpm，NA=400Kw，NB=120Kw，NC=120Kw，ND=160Kw剛性實(shí)心圓軸，[τ]=30MPa，[]=0.3o/m，G=80MPa，試設(shè)計(jì)軸徑D第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1求扭矩：同理：2求內(nèi)力3根據(jù)強(qiáng)度條件：4根據(jù)剛度條件：d=0.117m取兩者中的大值，說明設(shè)計(jì)中剛度是主要的因素。第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月今日習(xí)題

4－2和4－12第23頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)題4-2:

求圓孔最小直徑和鋼板的最大厚度擠壓面剪切面第24頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)擠壓條件：jy[jy]根據(jù)剪切條件：b由此可得：d34mm由此可得：10.4mm該沖床在最大載荷作用下所能沖剪的圓孔最小直徑為34mm，所能沖剪鋼板的最大厚度為10.4mm第25頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)題4－12：校核軸的強(qiáng)度和剛度第26頁，課件共